[发明专利]一种宽光谱偏振光探测器及其制备方法

说明书

本发明提供一种宽光谱偏振光探测器及其制备方法，宽光谱偏振光探测器包括基底层以及偏振层；基底层具有一成型面；偏振层设于所述成型面上，包括由左至右依次设置的源电极、有源层以及漏电极；其中，有源层为N型二维层状半导体材料磷硫化钯。在本发明提供的技术方案中，有源层为N型二维层状半导体材料磷硫化钯，结构具有各向异性，有利于敏感的偏振光探测；作为N型半导体，其费米能级靠近导带，提高了包括电子从价带到导带的宽能带以及导带内近邻能带的跃迁频率，实现了电子的多通道跃迁，拓宽了光电探测器的光谱探测范围，从日盲区到近红外区。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种宽光谱偏振光探测器及其制备方法。

背景技术

新型二维半导体在现代纳米电子学与光电子学中发挥着越来越重要的作用。随着科技的快速发展，对光电探测器的要求越来越高，普通光电探测器并不能满足人们的要求，从而拓宽光电探测器的光谱范围成为一个重要方向。

自从2004年石墨烯的成功发现以来，具有偏振敏感性的低维半导体偏振光探测器逐渐出现，偏振光探测在红外成像，环境监测，生物探测与遥感探测领域都扮演着重要的角色。然而，这些材料的探测光谱范围都比较局限，如限制在可见光或近红外区域。在自然界中，不同物体由于材质、表面信息的不同，其反射光所携带的信息具有独一无二的偏振态，反射的偏振光照射在二维半导体体器件后，光激发载流子引起电导率的改变，从而将自然界中的光学信号转换为对应的电学信号，实现图像传感器的应用。因此寻找具有宽光谱响应与偏振敏感性的材料并将其制备成偏振光探测器和图像传感器是一个重要的方向。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种宽光谱偏振光探测器及其制备方法，旨在解决探测光谱范围局限的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种宽光谱偏振光探测器，包括：

基底层，具有一成型面；以及，

偏振层，设于成型面上，包括由左至右依次设置的源电极、有源层以及漏电极；

其中，有源层为N型二维层状磷硫化钯。

可选的，源电极和漏电极的材料均为金。

可选的，基底层包括：

栅电极；以及，

绝缘层，设于栅电极的端面上，绝缘层背向栅电极的端面形成成型面。

可选的，栅电极包括硅片；和/或，

绝缘层包括二氧化硅基底。

可选的，有源层的平均厚度为15至25nm；和/或，

有源层宽为5μm，高为21nm，长为9μm。

可选的，源电极和漏电极的厚度均为70nm，长为120μm，宽为150μm。

本发明还提供一种宽光谱偏振光探测器的制备方法，包括：

通过机械剥离，在成型面上转移得到有源层，得到初始制层；

在初始制层上旋涂掩模材料；

在掩模材料上刻蚀形成源电极区域和漏电极区域；

沉积形成源电极以及漏电极；

清洗封装得到宽光谱偏振光探测器。

可选的，通过机械剥离，在所述成型面上转移形成所述有源层，得到初始制层的步骤包括：

通过聚二甲基硅氧烷，将机械剥离的N型二维层状磷硫化钯转移至所述成型面上，得到所述有源层。

可选的，在掩模材料上刻蚀形成源电极区域和漏电极区域的步骤包括：